OFDM空時協(xié)同通信系統(tǒng)物理層關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、OFDM空時協(xié)同通信技術(shù)是協(xié)同分集和OFDM技術(shù)的聯(lián)合，同時綜合應(yīng)用分布式空時編碼技術(shù)。與常規(guī)的OFDM系統(tǒng)相比，OFDM空時協(xié)同通信系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于具有更強(qiáng)的抗多徑干擾能力，更高的頻譜和功率利用率，以及更大的傳輸覆蓋范圍。但是，與OFDM技術(shù)一樣，OFDM空時協(xié)同技術(shù)存在信號峰均比(peak-to-average power ratio，PAPR)較高和對載波頻率偏差非常敏感兩大缺陷，成為目前研究的熱點和難點。
　　 本文圍

2、繞OFDM空時協(xié)同技術(shù)在實際無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用而展開，結(jié)合課題需要，深入研究了OFDM空時協(xié)同通信系統(tǒng)的物理層若干關(guān)鍵技術(shù)，主要包括OFDM空時協(xié)同通信協(xié)議、峰均比抑制、數(shù)據(jù)幅度重構(gòu)，以及數(shù)據(jù)檢測技術(shù)等，并提出了實用的、有效的改進(jìn)方案，取得的主要研究成果如下：
　　 首先，針對如何進(jìn)一步提高協(xié)同通信系統(tǒng)的中斷率性能和頻譜利用率，結(jié)合增強(qiáng)中繼協(xié)議和Alamouti正交空時碼，提出了基于判決反饋的OFDM空時協(xié)同通信的系統(tǒng)模型和協(xié)

3、議，在該協(xié)議的協(xié)同傳輸階段，加入了空時協(xié)同分集，分析了系統(tǒng)的中斷率、成對錯誤率和比特誤碼率性能，并以進(jìn)一步提高中斷率性能為目標(biāo)，提出了中繼點的放置方案。理論分析和仿真結(jié)果表明，所提OFDM空時協(xié)同通信協(xié)議達(dá)到了滿分集，并且在相同帶寬的情況下，較現(xiàn)有協(xié)議大大提高了系統(tǒng)的中斷率和誤碼率性能，更有效的利用了系統(tǒng)帶寬；同時，由于利用了發(fā)射分集，因此所提協(xié)議非常適合于發(fā)射功率嚴(yán)格受限的系統(tǒng)。
　　 其次，針對OFDM空時協(xié)同系統(tǒng)的較高峰均

4、比問題，根據(jù)帶內(nèi)和帶外分開處理的思想，將改進(jìn)的SRCF法和SC法進(jìn)行聯(lián)合，提出了低復(fù)雜度的PAPR抑制算法SRCF-SM，并將其應(yīng)用在源點發(fā)射信號的PAPR抑制，中繼點只負(fù)責(zé)接收源點的信號，并利用空時編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這樣既解決了OFDM空時協(xié)同系統(tǒng)較高峰均比問題，又簡化了中繼點運算復(fù)雜度。復(fù)雜度分析表明，SRCF-SM法復(fù)雜度極低，其中FFT/IFFT單元只需要三個，尤其適合于在DSP或FPGA中實現(xiàn)。仿真結(jié)果表明，無論限幅門限較大或較小

5、，所提算法始終保持良好的PAPR抑制性能，并且遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的SRCF法和RCF法。
　　 接下來，針對源點對信號的PAPR非線性抑制會引起信號失真，從而降低整個協(xié)同通信系統(tǒng)誤碼率性能的問題，提出了適用于OFDM空時協(xié)同系統(tǒng)的迭代數(shù)據(jù)幅度重構(gòu)算法ⅡAR。該算法基于傳統(tǒng)的DAR算法，在幾乎相同復(fù)雜度的情況下，以進(jìn)一步提高DAR法的誤碼率性能為目標(biāo)。仿真結(jié)果表明，所提ⅡAR算法較DAR法大大改善了系統(tǒng)的誤碼率性能，更有效的恢復(fù)了PAPR

6、抑制前后的信號；同時，在調(diào)制階數(shù)較低時，所提算法的性能與較高復(fù)雜度的IAR算法相當(dāng)。
　　 最后，針對OFDM空時協(xié)同系統(tǒng)自身能有效對抗多路時間偏差，而多路頻率偏差則會引起系統(tǒng)性能嚴(yán)重惡化的問題，本文對OFDM空時協(xié)同系統(tǒng)的均衡技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，重點研究了最大似然法和迭代最大似然法的數(shù)據(jù)檢測技術(shù)。針對迭代最大似然算法及其改進(jìn)算法的錯誤傳播問題所導(dǎo)致的系統(tǒng)誤碼率性能的下降，提出了兩種排序準(zhǔn)則，即信號的信噪比排序和信干噪比排序，